激光加工的现状及发展研究

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1、本科课程论文题目激光加工的现状及发展研究学院专业年级学号姓名指导教师成绩年月日7目录摘要21前言22激光加工概述22.1激光加工的定义22.2激光加工的原理22.3激光加工的基本设备32.4激光加工的特点33激光加工的现状33.1当前激光加工主要工艺形式33.2激光加工的应用领域43.3当前激光加工实际存在的问题54激光加工的发展54.1激光加工技术发展趋势54.2新型工业激光器的发展64.3我国激光加工产业的市场展望75结论7参考文献77激光加工的现状及发展研究(姓名)**大学重庆****(邮编)摘要：激光技术是20世纪60年代初发展起来的

2、一门学科，现已广泛用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事以及科学研究等各个领域。本文首先从激光加工的原理、设备、特点等方面对其作了基本概述，然后介绍了激光加工的现状，最后从技术和市场层面分析了激光加工的发展状况，从而得出激光加工技术必将对我国的国民经济和社会发展起到巨大的作用。关键词：激光加工；现状；发展1前言随着社会经济的快速发展，把激光器当成基础的激光加工的技术得到了快速发展。目前其正在被广泛应用在生产、通讯、医疗、军事及科研等多种领域。并且在这些领域都取得了非常好的经济与社会的效益，是我国未来经济的发展的关键。2激光加工概述2.1

3、激光加工的定义激光加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。2.2激光加工的原理激光加工利用高功率密度的激光束照射工件,使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等的特种加工。某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转，若有一束

4、光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这时就会产生受激辐射，输出大量的光能。从激光器输出的高强度激光经过透镜聚焦到工件上，其焦点处的功率密度高达1亿～100亿瓦/平方厘米，温度高达1万摄氏度7以上，任何材料都会瞬时熔化、气化。激光加工就是利用这种光能的热效应对材料进行焊接、打孔和切割等加工的。2.3激光加工的基本设备激光加工的基本设备包括激光器、电源、光学系统及机械系统等四大部分。激光器是激光加工的重要设备，它把电能转化为光能，产生激光束。激光器电源为激光器提供所需要的能量及控制功能。光学系统包括激光聚焦系统和观察瞄准系统，可以观察和调整

5、激光束的位置。机械系统主要包括床身、能在三坐标范围内移动的工作台及机电控制系统等，是激光加工设备的支撑和运动控制机构。2.4激光加工的特点激光自身的特性，决定了其在加工领域的优势，其特点如下：1、激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工；2、激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；3、工件不受应力，不易污染；4、可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工；5、激光束的发散角可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连

6、续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工；6、激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度；7、在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用机器人进行激光加工。3激光加工的现状3.1当前激光加工主要工艺形式1.激光打孔采用脉冲激光器可进行打孔，脉冲宽度为0.1～1毫秒，特别适于打微孔和异形孔，孔径约为0.005～1毫米。2.激光切割在造船、汽车制造等工业中，常使用百瓦至万瓦级的连续激光器对大工件进行切割，既能保证精确的空间曲线形状，又有较高的加工效率

7、。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或7激光器。在微电子学中，常用激光切划硅片或切窄缝，速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，并不影响流水线的速度，刻画出的字符可永久保持。3.激光焊接激光焊接强度高、热变形小、密封性好，可以焊接尺寸和性质悬殊，以及熔点很高(如陶瓷)和易氧化的材料。激光焊接的心脏起搏器，其密封性好、寿命长，而且体积小。4.激光热处理激光热处理用激光照射材料，选择适当的波长和控制照射时间、功率密度，可使材料表面熔化和再结晶，达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度，可以选择和控制热处理

8、部位，工件变形小，可处理形状复杂的零件和部件，可对盲孔和深孔的内壁进行处理。5.微细加工激光的微细加工是一门新兴的科学。它是一种具有亮度高、方向性好等特点，因此在理